用于車輛的排氣裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種排氣裝置，包括：殼體，殼體內有間隔開的第一和第二腔體，殼體上設有與第一腔體連通的第一進氣口和第一出氣口、與第二腔體連通的第二進氣口和第二出氣口；壓力平衡球，壓力平衡球內有間隔開的第三和第四腔體，其一部分位于第一腔體內且設有第三進氣口和第三出氣口，第三進氣口和第三出氣口分別連通第三腔體，第三進氣口連通第一進氣口且第三出氣口連通第一出氣口，其另一部分位于第二腔體內且設有第四進氣口和第四出氣口，第四進氣口和第四出氣口分別連通第四腔體，第四進氣口連通第二進氣口且第四出氣口連通第二出氣口；支架，其支承壓力平衡球。本發明的排氣裝置能夠有效降低發動機排氣的壓力脈沖和排氣速度，實現排氣減震。
【專利說明】
用于車輛的排氣裝置
技術領域
[0001]本發明涉及汽車技術領域，尤其是涉及一種用于車輛的排氣裝置。
【背景技術】
[0002]現有發動機多為四沖程發動機，其四沖程即為吸氣行程、壓縮行程、做功沖程和排氣行程，在排氣行程時，排氣門打開從而將燃燒室內燃燒后的廢氣排出。由于每個氣缸在一個運行周期內，只有一個沖程在排氣，而在其它三個沖程過程中排氣門基本是緊閉的，由此每個氣缸都是周期性排氣，這種周期性排氣會引發排氣脈沖，由于排氣在整個周期并非是均勻的，因此排氣震動和排氣噪聲很大，影響了整車的舒適性。

【發明內容】

[0003]本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種用于車輛的排氣裝置，該排氣裝置在一定程度上降低發動機排氣脈沖，降低排氣速度和震動。
[0004]根據本發明實施例的用于車輛的排氣裝置，包括:殼體，所述殼體內形成有彼此間隔開的第一腔體和第二腔體，所述殼體上開設有與所述第一腔體連通的第一進氣口和第一出氣口以及與所述第二腔體連通的第二進氣口和第二出氣口；以及壓力平衡球，所述壓力平衡球內形成有彼此間隔開的第三腔體和第四腔體，所述壓力平衡球的一部分位于所述第一腔體內且所述一部分上開設有第三進氣口和第三出氣口，所述第三進氣口和所述第三出氣口分別連通所述第三腔體，所述第三進氣口連通所述第一進氣口且所述第三出氣口連通所述第一出氣口，所述壓力平衡球的另一部分位于所述第二腔體內且所述另一部分上開設有第四進氣口和第四出氣口，所述第四進氣口和所述第四出氣口分別連通所述第四腔體，所述第四進氣口連通所述第二進氣口且所述第四出氣口連通所述第二出氣口；支架，所述支架設置在所述殼體內且用于支承所述壓力平衡球，所述壓力平衡球可隨從所述第三進氣口和所述第四進氣口進入到所述壓力平衡球內部的氣流而在所述支架上滾動。
[0005]從而，根據本發明實施例的用于車輛的排氣裝置，能夠有效降低發動機排氣的壓力脈沖和排氣速度，實現排氣減震。
[0006]此外，根據本發明實施例的用于車輛的排氣裝置還可以具有如下附加技術特征:
[0007]根據本發明的一些實施例，所述殼體內設置有中間隔壁，所述中間隔壁將所述殼體內部隔離成所述第一腔體和所述第二腔體。
[0008]根據本發明的一些實施例，所述支架具有內凹的球形支承面，所述壓力平衡球支承在所述球形支承面上。
[0009]根據本發明的一些實施例，所述中間隔壁上設置有避讓孔，所述支架設置在所述避讓孔的底部，所述壓力平衡球配合在所述避讓孔處。
[0010]根據本發明的一些實施例，所述壓力平衡球內設置有彈性隔片，所述彈性隔片將所述壓力平衡球內部隔離成所述第三腔體和第四腔體。
[0011]根據本發明的一些實施例，所述彈性隔片設置成在所述壓力平衡球滾動時相對所述殼體的位置保持不變。
[0012]根據本發明的一些實施例，所述彈性隔片上設置有壓力平衡球轉動角度限位裝置。
[0013]根據本發明的一些實施例，所述壓力平衡球與所述殼體的兩個彼此相對的第一側壁和第二側壁相貼合，所述第一進氣口和所述第二進氣口位于第三側壁上，所述第一出氣口和所述第二出氣口位于所述第四側壁上，所述第三側壁和所述第四側壁彼此相對且每一個均與所述第一側壁和第二側壁相鄰接。
[0014]根據本發明的一些實施例，排氣裝置還包括:渦輪排，所述渦輪排分別設置在所述第一腔體和所述第二腔體內且位于所述第一進氣口與所述第三進氣口以及所述第二進氣口與所述第四進氣口之間。
[0015]根據本發明的一些實施例，所述渦輪排包括:框架、共用轉軸和多個渦輪，所述框架設置在所述殼體內，所述共用轉軸設置在所述框架上，所述多個渦輪同軸地設置在所述共用轉軸上且沿所述共用轉軸的軸向彼此間隔開。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據本發明實施例的排氣裝置應用到排氣系統的示意圖；
[0017]圖2是根據本發明實施例的排氣裝置的示意圖；
[0018]圖3是渦輪排的示意圖。
[0019]附圖標記:
[0020]排氣裝置100;
[0021]第一腔體I，第一上腔體11，第一下腔體12;第二腔體2，第二上腔體21，第二下腔體22;第三腔體3;第四腔體4;壓力平衡球5，彈性隔片51，支架52;渦輪排6，渦輪61，共用轉軸62，框架63;
[0022]第一進氣口 10 Ia，第二進氣口 102a，第三進氣口 103a，第四進氣口 104b;第一出氣口 101b，第二出氣口 102b，第三出氣口 103b，第四出氣口 104b;
[0023]殼體200，第一側壁201，第二側壁202，第三側壁203，第四側壁204 ；
[0024]排氣歧管301、302、303、304，共用排氣歧管305、306;
[0025]排氣尾管402，催化器402。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0027]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0028]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0029]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接或可以互相通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0030]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0031]下面結合附圖詳細描述根據本發明實施例的排氣裝置100，該排氣裝置100可以應用在車輛的排氣系統中，并可連接在排氣歧管301、302、303、304的下游側。
[0032]根據本發明實施例的用于車輛的排氣裝置100可以包括殼體200、壓力平衡球5和支架52。
[0033]參照圖2所示，殼體200內形成有彼此間隔開的第一腔體I和第二腔體2，第一腔體I和第二腔體2為彼此獨立的腔體結構，并且氣密地間隔開。如圖2所示，殼體200上開設有與第一腔體I連通的第一進氣口 1la和第一出氣口 101b。殼體200上還開設有與第二腔體2連通的第二進氣口 102a和第二出氣口 102b，其中第一進氣口 1la和第二進氣口 102a可以連接排氣歧管，第一出氣口 1lb和第二出氣口 102b可以連接排氣尾管401，排氣尾管401上可以設置有催化器402。
[0034]作為一種可選的實施方式，以四氣缸發動機為例，該四氣缸發動機的點火順序可以是1243或者1342，且第一氣缸和第四氣缸的排氣歧管301、304的末端可以合并為一個總的共用排氣歧管305，第二氣缸和第四氣缸的排氣歧管302、303的末端可以合并為另一個總的共用排氣歧管306，該兩個共用排氣歧管305、306可以分別連接第一進氣口 1la和第二進氣口 102a。
[0035]參考圖2，壓力平衡球5內形成有彼此間隔開的第三腔體3和第四腔體4，第三腔體3和第四腔體4也是相對獨立的腔體結構，并且氣密地間隔開。
[0036]壓力平衡球5的一部分(例如，左半部分)位于第一腔體I內且該一部分上開設有第三進氣口 103a和第三出氣口 103b，第三進氣口 103a和第三出氣口 103b分別連通第三腔體3，并且第三進氣口 103a還連通第一進氣口 101a，第三出氣口 103b還連通第一出氣口 101b。
[0037]這樣，從第一進氣口1la進入到第一腔體I內的排氣，會通過第三進氣口 103a進入到第三腔體3內部，再從第三出氣口 103b排出，排出的廢氣最后從第一出氣口 1 Ib排出殼體200。
[0038]壓力平衡球5的另一部分(例如，右半部分)位于第二腔體2內且該另一部分上開設有第四進氣口 104a和第四出氣口 104b，第四進氣口 104a和第四出氣口 104b分別連通第四腔體4，并且第四進氣口 104a還連通第二進氣口 102a，第四出氣口 104b還連通第二出氣口102bo
[0039]這樣，從第二進氣口102a進入到第二腔體2內的排氣，會通過第四進氣口 104a進入到第四腔體4內部，再從第四出氣口 104b排出，排出的廢氣最后從第二出氣口 102b排出殼體200。
[0040]參照圖2所示，支架52設置在殼體200內且用于支承壓力平衡球5，壓力平衡球5可隨從第三進氣口 103a和第四進氣口 104a進入到壓力平衡球5內第三腔體3和第四腔體4的氣流而在支架52上滾動。
[0041 ]在發動機排氣通過第一進氣口 1la和第二進氣口 102a分別進入到第一腔體I和第二腔體2內時，由于發動機排氣屬于脈沖式排氣，因此第一腔體I和第二腔體2內的壓力可能會存在壓力差，并且第一腔體I內的排氣會通過第三進氣口 103a進入到第三腔體3內同時第二腔體2內的排氣會通過第四進氣口 104a進入到第四腔體4內，由此使得壓力平衡球5內的第三腔體3和第四腔體4也可能存在壓力差。
[0042]在存在壓力差的情況下，壓力平衡球5將在壓力差的作用下在支架52上進行滾動，壓力平衡球5滾動過程中會消耗排氣能量，降低排氣流動速度，減小排氣震動，也就是說，通過壓力平衡球5的滾動來消耗部分排氣能量。
[0043]從而，根據本發明實施例的用于車輛的排氣裝置100，能夠有效降低發動機排氣的壓力脈沖和排氣速度，實現排氣減震。
[0044]參照圖2所示，殼體200內設置有中間隔壁205，該中間隔壁205用于將殼體200內部隔離成第一腔體I和第二腔體2，中間隔壁205可以沿圖2中的豎向布置，并且由中間隔壁205隔離而成的第一腔體I和第二腔體2的體積可以是相等的。中間隔壁205可以是殼體200的一部分，也就是說，中間隔壁205與殼體200可以是一體成型的。當然，中間隔壁205與殼體200也可以是分體式結構，并可通過焊接、螺接方式進行固定。
[0045]由中間隔壁205隔離而成的第一腔體I和第二腔體2，在排氣通過第一腔體I和第二腔體2的過程中，兩側的氣流會產生諧振，互相干涉彼此，從而降低了排氣震動脈沖。
[0046]參照圖2所示，支架52具有內凹的球形支承面，該內凹的球形支承面可以位于支架52的上表面，其中壓力平衡球5支承在該球形支承面上。
[0047]進一步，中間隔壁205上可以設置有避讓孔，支架52設置在避讓孔的底部，壓力平衡球5配合在避讓孔處，避讓孔可以是大體圓形孔，其與壓力平衡球5大體氣密地配合，并在壓力平衡球5轉動過程中保持兩側第一腔體I和第二腔體2氣密地分隔開。
[0048]在一些實施例中，壓力平衡球5內設置有彈性隔片51，彈性隔片51將壓力平衡球5內部隔離成上述第三腔體3和第四腔體4，彈性隔片51可以是軟鋼片隔膜，其可以將壓力平衡球5分隔成體積相同的第三腔體3和第四腔體4。
[0049]作為一種可選的實施方式，彈性隔片51設置成在壓力平衡球5滾動時相對殼體200的位置保持不變。換言之，當壓力平衡球5在支架52上滾動時，彈性隔片51是固定不動的。對于保持彈性隔片51固定不動的方式可以有多種，下面將以其中一個示例進行簡單說明。
[0050]例如，壓力平衡球5上可以開設有轉軸孔，彈性隔片51可以通過轉軸固定連接在中間隔壁205上，轉軸穿設與轉軸孔內，這樣壓力平衡球5在支架52上可以繞著轉軸進行擺動，而轉軸由于與中間隔壁205和彈性隔片51固定連接，中間隔壁205又與殼體200內壁固定，因此殼體200、中間隔壁205、轉軸以及彈性隔片51都是相對固定不動的，從而無論壓力平衡球5如何轉動，彈性隔片51始終不動。
[0051]由此，壓力平衡球5內部的第三腔體3和第四腔體4在壓力平衡球5轉動期間可以保持體積不變，這樣可以減小壓力平衡球5轉動期間由于第三腔體3和第四腔體4的體積發生變化而降低排氣降震效果。
[0052]在進一步實施例中，彈性隔片51上可以設置有壓力平衡球轉動角度限位裝置，該壓力平衡球轉動角度限位裝置用于防止壓力平衡球5轉動角度過大而導致壓力平衡球5失效，保證壓力平衡球5可靠工作。
[0053]如圖2所示，殼體200可以形成為矩形殼體200，該矩形殼體200可以包括相對設置的第一側壁201 (左側壁)和第二側壁202(右側壁)以及第三側壁203(頂壁)和第四側壁204(底壁)，第三側壁203可以位于頂部且分別與第一側壁201和第二側壁202的上端相連，第四側壁204可以位于底部且分別與第一側壁201和第二側壁202的下端相連，即第三側壁203和第四側壁204中的每一個均與第一側壁201和第二側壁202相鄰接。
[0054]其中壓力平衡球5可分別與第一側壁201和第二側壁202貼合，優選地，壓力平衡球5與第一側壁201和第二側壁202相切。由此，壓力平衡球5進一步將第一腔體I隔離上第一上腔體11和第一下腔體12，第一上腔體11與第一進氣口 1la和第三進氣口 103a相連，第一下腔體12與第一出氣口 1lb和第三出氣口 103b相連。同時壓力平衡球5還將第二腔體2分隔成第二上腔體21和第二下腔體22，第二上腔體21與第二進氣口 102a和第四進氣口 104a相連，第二下腔體22與第二出氣口 102b和第四出氣口 104b相連。這樣，可以使得從第一進氣口和第三進氣口進入到第一腔體和第二腔體的排氣更多地通過第三進氣口和第四進氣口進入到壓力平衡球內，利用排氣氣流及壓力差推動壓力平衡球滾動，從而消耗排氣能量，降低排氣速度、震動和壓力。
[0055]參照圖2所示，第一進氣口 1la和第二進氣口 102a可以位于第三側壁203上且左右間隔開，第一出氣口 1lb和第二出氣口 102b可以位于第四側壁204上且左右間隔開。
[0056]在一些實施例中，如圖2和圖3所示，排氣裝置100還包括渦輪排6，渦輪排6分別設置在第一腔體I和第二腔體2內且位于第一進氣口 1la和第三進氣口 103a以及第二進氣口102a和第四進氣口 104a之間。通過設置渦輪排6可以有效降低發動機排氣速度及壓力，配合壓力平衡球5使用，可以最大限度地降低排氣速度和排氣壓力，而且渦輪排6在上游側、壓力平衡球5在下游側，從而形成了二級排氣降速、降壓、降震效果。
[0057]如圖3所示，渦輪排6可以包括框架63、共用轉軸62和多個渦輪61，框架63設置在殼體200內，如框架63可以固定在殼體200的內壁面上。共用轉軸62設置在框架63上，多個渦輪61同軸地設置在共用轉軸62上且沿共用轉軸62的軸向彼此間隔開。由于排氣裝置100是布置在發動機排氣系統上的，布置空間有限，而本發明又采用了多個渦輪61并置，因此每個渦輪61的體積大大減小，該渦輪61可以理解為直徑較小的小渦輪61，相比單一大直徑渦輪而言，采用多個小渦輪61對排氣系統的排氣阻力較小，而且小渦輪61產生的轉動噪聲小，對降低排氣系統的噪聲具有明顯提升。
[0058]綜上，根據本發明實施例的用于車輛的排氣裝置100，利用渦輪排6可以使發動機排氣進行等熵降溫膨脹做功，從而使得發動機排氣的部分內能轉換為動能，同時采用壓力平衡球5可以調節左右兩個腔體內排氣的壓力平衡，當排氣脈沖出現時，壓力平衡球5會自動向壓力較低的一邊滾動，滾動過程實現對排氣的降速、降震、降壓調節，并且左右兩個腔體內流動的氣體由于中間隔壁205的分隔還會產生諧振，互相干涉彼此，從而將排氣的震動脈沖進一步降低。
[0059]此外，本發明的排氣裝置100不會過度增加排氣系統的阻力，排氣在排氣系統內流動仍然非常順暢，使氣缸中殘余廢氣較少，因而氣缸內可以吸入更多的可燃混合氣，能夠提高發動機的燃燒效率和轉矩。
[0060]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
[0061]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種用于車輛的排氣裝置，其特征在于，包括: 殼體，所述殼體內形成有彼此間隔開的第一腔體和第二腔體，所述殼體上開設有與所述第一腔體連通的第一進氣口和第一出氣口以及與所述第二腔體連通的第二進氣口和第二出氣口；以及 壓力平衡球，所述壓力平衡球內形成有彼此間隔開的第三腔體和第四腔體，所述壓力平衡球的一部分位于所述第一腔體內且所述一部分上開設有第三進氣口和第三出氣口，所述第三進氣口和所述第三出氣口分別連通所述第三腔體，所述第三進氣口連通所述第一進氣口且所述第三出氣口連通所述第一出氣口，所述壓力平衡球的另一部分位于所述第二腔體內且所述另一部分上開設有第四進氣口和第四出氣口，所述第四進氣口和所述第四出氣口分別連通所述第四腔體，所述第四進氣口連通所述第二進氣口且所述第四出氣口連通所述第二出氣口； 支架，所述支架設置在所述殼體內且用于支承所述壓力平衡球，所述壓力平衡球可隨從所述第三進氣口和所述第四進氣口進入到所述壓力平衡球內部的氣流而在所述支架上滾動。2.根據權利要求1所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述殼體內設置有中間隔壁，所述中間隔壁將所述殼體內部隔離成所述第一腔體和所述第二腔體。3.根據權利要求2所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述支架具有內凹的球形支承面，所述壓力平衡球支承在所述球形支承面上。4.根據權利要求3所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述中間隔壁上設置有避讓孔，所述支架設置在所述避讓孔的底部，所述壓力平衡球配合在所述避讓孔處。5.根據權利要求1所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述壓力平衡球內設置有彈性隔片，所述彈性隔片將所述壓力平衡球內部隔離成所述第三腔體和第四腔體。6.根據權利要求5所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述彈性隔片設置成在所述壓力平衡球滾動時相對所述殼體的位置保持不變。7.根據權利要求5所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述彈性隔片上設置有壓力平衡球轉動角度限位裝置。8.根據權利要求1所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述壓力平衡球與所述殼體的兩個彼此相對的第一側壁和第二側壁相貼合，所述第一進氣口和所述第二進氣口位于第三側壁上，所述第一出氣口和所述第二出氣口位于所述第四側壁上，所述第三側壁和所述第四側壁彼此相對且每一個均與所述第一側壁和第二側壁相鄰接。9.根據權利要求1所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，還包括:渦輪排，所述渦輪排分別設置在所述第一腔體和所述第二腔體內且位于所述第一進氣口與所述第三進氣口以及所述第二進氣口與所述第四進氣口之間。10.根據權利要求9所述的用于車輛的排氣裝置，其特征在于，所述渦輪排包括:框架、共用轉軸和多個渦輪，所述框架設置在所述殼體內，所述共用轉軸設置在所述框架上，所述多個渦輪同軸地設置在所述共用轉軸上且沿所述共用轉軸的軸向彼此間隔開。
【文檔編號】F01N13/00GK105888801SQ201610320493
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】弋理
【申請人】北京汽車股份有限公司